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Física II - Biociencias y Geociencias (Curso 2009)
Práctico 4
Corriente Eléctrica – Resistencia – Ley de Ohm
4.1 La corriente I (en Amperes) en un conductor depende del tiempo como I  2t 2  3t  7 ,
donde t está en s ¿Qué cantidad de carga pasa a través de una sección del conductor durante
el intervalo comprendido entre t  2s y t  4s ?
4.2 Se tiene un cable de nicromio (nicromio = 1,5  10-6  m) de radio 0,321mm
a) ¿Cuál es la longitud de este si tiene una resistencia de 28 Ω?
b) ¿Cuál es la V entre los extremos de este cable si conduce una corriente de 4,3 A?
c) Calcular la densidad de corriente y el campo eléctrico en el cable en el caso anterior.
4.3 Un alambre de resistencia R, longitud L y sección transversal constante se estira para formar
otro cuya longitud es tres veces la original. Encuentre la resistencia del nuevo alambre en
función de R suponiendo que la resistividad y la densidad del material no cambian durante el
estiramiento.
4.4 Se modela una célula como una esfera de radio 5m que tiene en su interior una carga
eléctrica Qt  que decae como Qt   Q0 e  t /  (donde τ es el tiempo característico), debido a
que la membrana es permeable al flujo de las cargas eléctricas.
a) ¿Cuál es la corriente que atraviesa la membrana celular?
b) Suponiendo que el flujo de cargas eléctricas es uniforme a través de la membrana, ¿cuál
es la densidad de corriente por la membrana?
4.5 Los electrones móviles que circulan por un conductor tienen una componente importante de
energía cinética debida a la agitación térmica (aunque en promedio les da velocidad cero),
y otra componente pequeña de energía cinética debida a la diferencia de potencial entre los
extremos del alambre (que les da una velocidad neta de deriva vd).
Considere un alambre de cobre (cobre = 1,7  10-8  m) de longitud 1 m y diámetro 1mm,
por el que circula una corriente de 1 A.
a) ¿Cuál es la velocidad de deriva vd en el alambre?
Datos: densidad del cobre: 8,95 g/cm3; masa molar del cobre: 63,5 g/mol; número
promedio de electrones móviles por átomo de cobre: 1,3.
b) ¿Cuál es la energía cinética de deriva total en el alambre?
c) Considerar los electrones que se encuentran en el 1er mm del alambre en un instante
inicial. ¿Cuánta energía potencial eléctrica pierden estos electrones viajando hasta el
final del alambre?
4.6 En cierta región de la atmósfera existen 620 iones positivos por cm3 de carga +e y 550
iones negativos por cm3 de carga –e. Cuando el campo eléctrico atmosférico está dirigido
hacia abajo y alcanza un valor de 120 V/m ambos tipos de iones se mueven con velocidad
de 1,7cm/s en módulo. Calcular:
a) la densidad de corriente en el aire
b) la resistividad del aire de acuerdo a estos datos
Problemas de examen
Primer parcial 2006 Un extremo de un cable de nicromio de largo 2L y sección de área A es
unido a un extremo de otro cable del mismo material, de largo L y sección de área 2A. Si el
extremo libre del cable más largo está a unpotencial eléctrico de 8 V respecto al infinito y el
extremo libre del cable corto está a un potencial eléctrico de 1 V respecto al infinito, el
potencial respecto al infinito en el punto donde están unidos los dos cables es de:
a) 2,4 V b) 3,3 V c) 4,5 V d) 5,7 V e) 6,6 V
Primer parcial 2006 Un material óhmico de resistividad 5x10-8 Ωm conduce la corriente a
través de dos tipos de portadores, de igual masa y de cargas q1=2x10-17C y q2=-5x10-19C.
En un alambre de 0,03m2 de sección hecho con este materia hay 2x1022 portadores positivos y
8x1024 portadores negativos, que circulan debido a una diferencia de potencial de 240 V
impuesta entre sus extremos. Si la energía cinética de deriva del total de los portadores
positivos resulta igual a la del total de los portadores negativos, entonces las respectivas
velocidades de deriva son:
a) 8x103m/s y 4x102m/s b) 240m/s y 12m/s c) 240m/s y 0,6m/s d) 720m/s y 36m/s
e) 36m/s y 720m/s